1、选择题 如图所示,一个边长为2L的等腰直角三角形ABC区域内,有垂直纸面向里的匀强磁场,其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd,线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域,设电流逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中,线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是( )


A. B. C. D.
参考答案:A
本题解析:在0~t时间内,bc边进入磁场,切割有效长度不变,根据楞次定律可以判断电流逆时针,为正值,大小不变;在t~2t时间内ad边进入磁场,bc边开始穿出磁场,有效长度从零开始逐渐增大,感应电动势从零开始逐渐增大,电流从零开始逐渐增大,根据楞次定律可以判断电流顺时针,为负值;在2t~3t时间内ad边开始穿出磁场,有效长度从逐渐减小到零,感应电动势逐渐减小到零,电流逐渐减小到零,根据楞次定律可以判断电流顺时针,为负值,符合题意的图像是A图。
故选A
考点:法拉第电磁感应定律的应用
点评:本题关键点是弄清楚切割有效长度和电流的方向。
本题难度:困难
2、计算题 一个正方形导线圈边长a=0.2m,共有N=100匝,其总电阻r=4Ω,线圈与阻值R=16Ω的外电阻连成闭合回路,线圈所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直线圈所在平面,如图甲所示,磁场的大小随时间变化如图乙所示,求:

(1)线圈中产生的感应电动势大小。
(2)通过电阻R的电流大小。
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(1)根据图乙,磁感应强度的变化率为:
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势为:
(2)根据闭合电路欧姆定律,电流为:
考点:考查了法拉第电磁感应定律,闭合回路欧姆定律
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,宽度为l的有界匀强磁场的方向垂直纸面向里,磁感应强度的大小为B。闭合等腰直角三角形导线框abc位于纸面内,直角边ab水平且长为2l,线框总电阻为R。规定沿abca方向为感应电流的正方向。导线框以速度v匀速向右穿过磁场的过程中,感应电流随时间变化规律的图象是( )


A B C D
参考答案:D
本题解析:由已知条件可知,在0-L/v时,感应电动势均匀增加,感应电流均匀增加,方向为顺时针,增加到
;在L/v-2L/v时,磁通量无变化,感应电流为零,在2L/v-3L/v时,感应电流再均匀增加,不过是逆时针,故选D
考点:考查电磁感应与图像
点评:本题难度较小,感应电流的大小直接由切割磁感线的有效长度决定,方向由楞次定律判断即可
本题难度:一般
4、选择题 一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面向里的磁场中,如图a所示,磁感应强度B随t的变化规律如图b所示.以I表示线圈中的感应电流,以图a线圈上箭头所示方向的电流为正,则以下的i-t图中正确的是 ( )

参考答案:A
本题解析:由
可知在0-1s间电动势恒定,电流恒定,C错;在1-2s间磁通量不变,电流为零,D错;在0-1s间,磁通量增大,流过闭合线圈的感应电流逆时针,电流为负,由楞次定律可知在2-3s间电流方向顺时针,A对
本题难度:一般
5、计算题 如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:

(1)磁感应强度B;
(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q.
参考答案:(1) 2T(2) 0.05C
本题解析:(1)由图象知,杆自由下落距离是0.05m,当地重力加速度g=10m/s2,则杆进入磁场时的速度v=
=1m/s
由图象知,杆进入磁场时加速度a=-g=-10m/s2
由牛顿第二定律得mg-F安=ma
回路中的电动势E=BLv
杆中的电流I=
R并=
F安=BIL=
得B=
=2T
(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势
=
杆中的平均电流
=
通过杆的电荷量Q=
·Δt
通过R2的电量q=
Q=0.05C
本题主要考查对电磁感应定律的应用,先根据图象得到杆进入磁场的速度,再根据牛顿定律求出磁场对杆的安培力,根据感应电动势和安培力的计算公式计算出磁感应强度,根据平均电流和时间计算出电荷量;
本题难度:困难